【発明の詳細な説明】
電気機械式のブレーキ装置
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念の特徴を有した、特に、有利にはディスクブレ
ーキ又はドラムブレーキを備えた自動車のための電気機械式のブレーキ装置に関
する。
欧州特許第０３７２２１９号明細書により、１つの電動モータを備えたブレー
キ装置が公知である。この電動モータは、３段の遊星歯車伝動装置と、この遊星
歯車伝動装置の被駆動軸に相対回動不能に取り付けられた二重カムによってドラ
ムブレーキを操作する。遊星歯車伝動装置の第１の伝動段は、小さな減速から大
きな減速に切り換え可能である。小さな減速によりドラムブレーキのエアギャッ
プ、即ちブレーキライニングとブレーキドラムとの間の隙間が迅速に克服され得
る。高いブレーキ力のためには、ブレーキライニングがブレーキドラムに当接し
た後で、第１の伝動段が大きな減速に切り換えられる。この公知のブレーキ装置
は、構成に手間がかかるということの他に、エラー発生時、即ち、電動モータ又
は電流供給部が故障した場合に、もはや解除できなくなるという欠点を有してい
る。第１の遊星歯車伝動装置段が空転に切り換えられ
ている場合でさえ、伝動装置の内側の摩擦は大きく、ブレーキライニングは残り
の力でブレーキドラムに当接してしまう。
欧州特許第０２４６７７０号明細書からは鉄道のブレーキ操作装置が公知であ
る。この装置は、第１の伝動モータを第１のスピンドル伝動装置を駆動するため
に有していて、そのスピンドルがブレーキを操作するために働く。第１の電動モ
ータ及び第１のスピンドル伝動装置によってブレーキのエアギャップが克服され
る。大きな制動力を付与するためには第２の電動モータが使用され、この第２の
電動モータが、第２のスピンドル伝動装置と一腕式のレバーを介して第１のスピ
ンドル伝動装置に作用する。この場合、レバーの一方の端部がブレーキ操作装置
に定置に旋回可能に取り付けられる。レバーの短いレバーアームが、第１のスピ
ンドル伝動装置のスピンドルナットに係合し、他方の端部、即ちレバーの長いレ
バーアームが第２のスピンドル伝動装置のスピンドルナットに旋回可能に枢着さ
れる。第２のスピンドル伝動装置のスピンドルナットの摺動により、レバーは旋
回し、これにより、第１のスピンドル伝動装置全体が第１の電動モータとともに
摺動される。この場合、てこ腕比が力の強さを決定する。第２の電動モータは、
即ち、第２のスピンドル伝動装置とレバーとを介して制動力を付与する。
この鉄道ブレーキ操作装置は、構成に極めて手間が
かかり、多くの構成スペースを要するという欠点を有している。従ってこの装置
は、自動車の車輪に組み付けるには適していない。特に自動車のリムには取り付
け不可能である。さらに、この装置はその重い重量により、自動車のばね支承さ
れていない質量をある程度大きくする。このことは自動車の走行特性を明らかに
悪化させる。
発明の利点
請求項１の特徴を備えた本発明によるブレーキ装置は、差動駆動装置を有して
いて、該差動駆動装置が、ブレーキ操作のための２つの電動モータの駆動運動を
互いに重畳させる。この駆動運動の重畳によって、操作速度は可変となる。即ち
、回転方向に応じて、両電動モータの駆動速度が加算される又は減じられる。
このブレーキ装置の有する利点は、コンパクトで簡単に構成でき、従って、自
動車のリムの完全に又は少なくとも部分的に内側で自動車の車輪に組み付けるの
に適していることである。さらなる利点は、重量の低減が得られることである。
付加的に、この装置は電流の供給を削減させる（搭載電源負荷の低減）。両モー
タによる駆動によって、ブレーキのエアギャップが迅速に克服され、ブレーキが
やはり迅速に再び解除される（力学的な利益）。
一方の電動モータ、即ち、ブレーキ操作のために大きな減速を有している方の
電動モータによってのみ行
われる差動駆動装置の駆動によって、大きな制動力が得られる。さらなる利点は
、特に、両電動モータが互いに独立した給電部に接続されている場合には、本発
明によるブレーキ装置の冗長性が挙げられる。即ち、一方の電動モータ又はその
給電部が故障した場合、及び、一方の電動モータが機械的にロックされてしまっ
た場合にさえ、本発明によるブレーキ装置は完全に解方され、所定のエアギャッ
プが得られる。
さらに、一方の電動モータの故障時には、他方の電動モータによって制動力も
形成される。この制動力は、ブレーキ装置の設計に応じて、かつ、どちらの電動
モータが故障したかに応じて、状況によっては最大の制動力の一部にしか達さな
い。
請求項２以下には、本発明の請求項１の有利な構成及び別の構成が記載されて
いる。
図面
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
第１図は、本発明の第１の構成を示していて、
第２図は、本発明の第２の構成を示していて、
第３図は、本発明の第２図に示した構成の差動駆動装置を概略的に示した図で
ある。
実施例の説明
第１図で全体を符号１０で示した本発明による電気機械式のブレーキ装置は、
ディスクブレーキ１２を有していて、このディスクブレーキ１２はブレーキディ
スク１４と２つのブレーキライニング１６とを備えている。このブレーキディス
ク１４は、外周の一断片しか示されていない。ブレーキライニング１６は公知の
ように浮動キャリパ１８内に収容されている。この浮動キャリパ１８は図面では
一区分しか示されていない。
ブレーキライニング１６をブレーキディスク１４に押し付けるために、本発明
によるブレーキ装置１０はスピンドル伝動装置２０を有している。このスピンド
ル伝動装置２０のねじ山付きナット２２は、相対回動不能に両ブレーキライニン
グ１６の一方に接している。スピンドル伝動装置２０のスピンドル２４は、遊星
歯車伝動装置２６によって回転するように駆動可能である。スピンドル伝動装置
２０は、第１図で左側に示された方のブレーキライニング１６をブレーキディス
ク１４に押し付けるために、回転駆動運動を直線運動に変換する。第１図で右側
に示された方のブレーキライニング１６は、浮動キャリパ１８を介した反応力に
よって、ブレーキディスク１４の反対側の面に押し付けられる。スピンドル２４
の逆回転により、ディスクブレーキ１２は再び解放される。
スピンドル２４を駆動するための遊星歯車伝動装置２６は、差動駆動装置を形
成している。即ち、この遊星歯車伝動装置２６のサンギア２８は、相対回転不能
に第１の電動モータ３２のの軸３０に取り付けられて
いる。遊星歯車伝動装置２６のリングギア３４は、通常の内歯列３６の他に外歯
列３８を有している。この外歯列３８は歯車４０と噛み合っていて、この歯車４
０は相対回転不能に第２の電動モータ４４の軸４２に取り付けられている。公知
のように３つ又はそれ以上のプラネタリギア４６が、リングギア３４の内歯列３
６とサンギア２８とに噛み合っている（第１図では２つのプラネタリギア４６が
図平面に回転するように示されている）。これらのプラネタリギア４６は、回転
可能にプラネタリキャリア４８に支承されている。このプラネタリキャリア４８
は、相対回転不能にスピンドル伝動装置２０のスピンドル２４に結合されている
。
差動駆動装置を形成している遊星歯車伝動装置２６は、電動モータ３２，４４
の両方の回転駆動運動を互いに重畳し、これらの回転駆動運動をプラネタリキャ
リア４８に伝動する。ディスクブレーキ１２の迅速な緊締は、まず最初に有利に
は両電動モータ３２，４４によって一緒に、又は、プラネタリキャリア４８に対
する減速比が小さい方の、即ち、スピンドル伝動装置２０のスピンドル２４をよ
り早く駆動する方の電動モータ３２又は４４によって行われれる。迅速な緊締は
、エアギャップを克服するために、両ブレーキライニング１６がブレーキディス
ク１４に当接するまで行われる。次いで、ディスクブレーキ１２の緊締は制動力
を形成するために、プラネタリキャリア４８に対して大きな減速比を有する方の
電動モータ３２又は４４によって、即ち、スピンドル伝動装置２０のスピンドル
２４に比較的大きなトルクを付与する、ひいては比較的大きな制動力を付与する
方の電動モータ３２，４４によって行われる。他方の電動モータ４４，３２は遮
断され、歯車４０若しくはサンギア２８を回転不能に維持する。どちらの電動モ
ータ３２，４４がプラネタリキャリア４８に対してより大きな減速比を有してい
るかということは、遊星歯車伝動装置２６の設計及び第２の電動モータ４４の歯
車４０に係っている。
即ち、第１図に示した本発明によるブレーキ装置によれば、エアギャップは極
めて迅速に克服され、次いで高い制動力が付与される。ディスクブレーキ１２は
、緊締時とは逆の駆動によって、選択的に一方の又は両方の電動モータ３２，４
４によって解放される。
２つの電動モータ３２，４４を使用することによって、ディスクブレーキ１２
は、両電動モータ３２，４４が互いに独立した電流供給部に接続されている場合
は特に、障害時でも、即ち、両電動モータ３２，４４の一方が故障した場合でも
完全に解放することができ、従って、ブレーキライニング１６とブレーキディス
ク１４との間にエアギャップが生じ、ブレーキディスク１４が自由に回転するこ
とができる。ディスクブレーキ１２の緊締も、１つの電動モータ３２，４４によ
って、場合によっては最大の制動力ではないが可能であるので、障害時でも制動
作用が得られる。
両電動モータ３２，４４は電気的に整流されるモータであり、軸３０，４２の
回転角度を検知することができる。軸３０，４２の規定された回転数でディスク
ブレーキ１２を解放することにより、ブレーキライニング１６とブレーキディス
ク１４との間の所定のエアギャップが、ブレーキライニング１６の損耗とは無関
係に調節される。
さらに、第１図の本発明によるブレーキ装置はパーキングブレーキの機能を有
している。即ち、スピンドル伝動装置２０と遊星歯車伝動装置２６とはいわゆる
ラチェット車装置を形成する。このことは、ディスクブレーキ１２を緊締及び解
放するためのスピンドルナット２２の直線的な摺動は、第２の電動モータ４４の
歯車４０を介して行われるリングギア３４の又はサンギア２８の回転駆動によっ
て可能であるということを意味する。これに対してスピンドルナット２２は例え
ば、第１図の左側に図示したブレーキライニング１６による、ディスクブレーキ
１２の張力によっては摺動されない。ブレーキ装置１０が緊締され、次いで両電
動モータ３２，４４が遮断されても、ディスクブレーキ１２の制動力は形成され
たままである。
第２図には、本発明による電気機械式のブレーキ装置の第２実施例が示されて
いる。これは全体を符号５
０で示されている。第３図には、本発明の第２の構成の差動駆動装置が、異なる
直径と変速比で概略的に示されている。このブレーキ装置５０は、第１図に示さ
れたブレーキ装置１０と同様に、ブレーキ装置としてディスクブレーキ５２を有
していて、このディスクブレーキ５２にはブレーキディスク５４と一対のブレー
キライニング５６が設けられている。これらのブレーキライニング５６は第２図
では、ブレーキディスク５４に接触した位置で示されている。これらのブレーキ
ライニング５６は、浮動キャリパ５８（一部しか図示しない）に収容されている
。
差動駆動装置及び遊星歯車駆動装置として、このブレーキ装置５０はローラね
じ伝動装置６０を有している。このローラねじ伝動装置６０のスピンドル６２は
ディスクブレーキ５２を操作するために、両ブレーキライニング５６の一方に対
して押し付け可能である。このローラねじ伝動装置６０は、スピンドル６２に同
心的なスピンドルナット６６を有していて、このスピンドルナット６６は例えば
４、５、又は６のねじ山を備えている。このスピンドルナット６６は回転可能に
浮動キャリパ５８に支承されていて、このスピンドルナット６６にねじ込まれた
ねじ山付きリング６８と第２のスラスト玉軸受け７０とを介して軸方向で浮動キ
ャリパ５８に対して支持されている。
スピンドル６２とスピンドルナット６６との間の円
筒状の空間室内には、この実施例ではそれぞれ１条のねじ山を有する８つのプラ
ネタリローラ７２が配置されている。これらのプラネタリローラ７２のねじ山７
４は、スピンドル６２のねじ山７６と、スピンドルナット６６の雌ねじ山７８と
に係合している。プラネタリローラ７２のねじ山リード角はスピンドルナット６
６のねじ山リード角と一致するので、これらのプラネタリローラ７２はスピンド
ルナット６６内での転動時に軸方向で摺動しない。スピンドルナット６６内にお
けるプラネタリローラ７２の正確な転動を保証するために、プラネタリローラ７
２の端部には歯列７３が設けられていて、この歯列７３が、回動不能にスピンド
ルナット６６内に装着された、内側に歯列を有したリング８２に噛み合っている
。
プラネタリローラ７２は一体の軸受ジャーナル８０を有している。この軸受ジ
ャーナル８０は、プラネタリローラ７２の端面から軸方向で突出している。この
軸受ジャーナル８０によって、プラネタリローラ７２は、環リング状の２つのプ
ラネタリキャリア８７，８８において、それ自身の軸線を中心として回転可能に
支承されている。プラネタリキャリア８７，８８は回転可能にスピンドルナット
６６に支承されている。スピンドルナット６６又はこれらのプラネタリキャリア
８８のうち一方の回転駆動により、プラネタリローラ７２は遊星歯車伝動装置の
プラネタリギアのように、
スピンドル６２を中心として回転運動するために駆動可能である。一方で同時に
、プラネタリローラ７２はそれ自身の軸線を中心に回転し、スピンドル６２上か
つスピンドルナット６６内で転動する。しかし軸方向運動は行わない。スピンド
ルナット６６及びプラネタリローラ７２及びスピンドル６２の係合しているねじ
山７４，７６，７８に基づき、スピンドルナット６６又はプラネタリキャリア８
８の回転駆動は、ディスクブレーキ５２を緊締及び解放するために、スピンドル
６２の軸方向運動に変換される。
回転駆動のために、スピンドルナット６６は環状歯列８３を有していて、この
環状歯列８３に第１の電動モータ８６の歯車８４が噛み合っている。
第２図の左側に示されたプラネタリキャリア８８の回転駆動のために、このプ
ラネタリキャリア８８は歯車８８として形成されていて、この歯車に、第２の電
動モータ９２の駆動スクリュ９０が係合している。
スピンドル６２上及びスピンドルナット６６内でプラネタリローラ７２が転動
運動することにより、ローラねじ伝動装置６０は極めて摩擦が少なく、高い効率
を有している。プラネタリローラ７２とスピンドル６２とスピンドルナット６６
のねじ山７４，７６，７８のリードが小さいことにより、スピンドルナット６６
又はプラネタリキャリア８８における小さなトルクが、プラネタリローラ７２を
介してスピンドル６２にお
ける大きな摺動力に変換される。この摺動力は同時にディスクブレーキ５２の緊
締力である。
ローラねじ伝動装置６０は、遊星歯車伝動装置の形式の差動駆動装置をなして
いる。この差動駆動装置は、電動モータ８６，９２の回転駆動運動を互いに重畳
している。同時に、ローラねじ伝動装置６０は、回転運動を、ディスクブレーキ
５２の緊締及び解放のための直線運動に変換する。ローラねじ伝動装置６０は即
ち、本発明の第１図に示した第１の構成のスピンドル伝動装置２０と遊星歯車伝
動装置２６とを組み合わせたものである。差動駆動装置と、回転駆動運動の直線
運動への変換装置とをローラねじ伝動装置６０によって統合することによって、
高い効率を有するコンパクトで軽量のブレーキ装置５０が得られる。
ディスクブレーキ５２の緊締時におけるエアギャップの克服は、有利には迅速
に両電動モータ８６，９２によって行われる。エアギャップの克服後に制動力を
付与するためには、スピンドル６２に対して大きな減速比を有する方の電動モー
タ８６，９２が駆動され、他方の電動モータ９２，８６は制止される。減速比は
ローラねじ伝動装置６０の設計に依るものである。即ち、スピンドル６２及びプ
ラネタリローラ７２の直径、スピンドルナット６６の雌ねじ山直径、ねじ山のリ
ード、並びに、スピンドルナット６６の環状歯列８３の直径と、第１の電動モー
タ８６の歯車８４の直径と
によって規定される、第１の電動モータ８６のスピンドルナット６６に対する減
速比、若しくは、スクリュ９０のリードと、歯車として形成されたプラネタリキ
ャリア８８の直径とによって規定される、第２の電動モータ９２のプラネタリキ
ャリア８８に対する減速比に依るものである。この実施例では、第２の電動モー
タ９２が制動力を付与するために使用される。ディスクブレーキ５２の解放は、
両電動モータ８６，９２によって行うことができ、従ってこれら両電動モータ８
６，９２のうち一方が故障した場合でも、解放は完全に保証されている。さらに
、ブレーキ装置５０は第１図に示したブレーキ装置１０と同様に、パーキングブ
レーキとして使用可能である。何故ならば、ローラねじ伝動装置６０がラチェッ
ト車装置を成していて、従って、付与された制動力が、電動モータ８６，９２の
制止時にも生じたままであるからである。
両電動モータ８６，９２は、本発明の第１図で示した第１の構成と同様に、デ
ィスクブレーキ５２の解放時に、ブレーキライニング５６とブレーキディスク５
４との間の所定のエアギャップを、ブレーキライニング５６の損耗とは無関係に
調節することができるように、電気的に整流される。
スピンドル伝動装置２０としては、第１図に示した本発明の第１の構成では、
第２図に示した本発明の第２の構成のようなローラねじ伝動装置、又はその他の
、回転運動を直線運動に変換する公知の伝動装置も使用できる。スピンドルナッ
ト２２の代わりに、第１図では、スピンドル２４がブレーキライニング１６に対
して押し付けられてもよく、スピンドルナット２２が遊星歯車伝動装置２６によ
って回転駆動されることも可能である。同様に、第２図ではスピンドルナット６
６が、ブレーキライニング５６に対して押し付けられてもよいし、スピンドル６
２が回転駆動されるように形成されていてもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Electromechanical braking device
Background art
The invention has the features of the preamble of claim 1, in particular advantageously disc brakes
Electromechanical brake systems for motor vehicles equipped with brakes or drum brakes
I do.
EP 0 372 219 describes a brake with one electric motor
Keying devices are known. This electric motor has a three-stage planetary gear transmission and this planetary gear
The drive is driven by a double cam that is non-rotatably mounted on the driven shaft of the gear transmission.
Operate the brake. The first transmission stage of the planetary gearing is
It is possible to switch to fast deceleration. Air deceleration of the drum brake is caused by a small deceleration.
The gap between the brake lining and the brake drum can be quickly overcome.
You. For high braking forces, the brake lining must abut the brake drum.
After that, the first transmission stage is switched to a large deceleration. This known brake device
In addition to the fact that the configuration is troublesome, when an error occurs, that is, when the electric motor or
Has the disadvantage that it can no longer be released if the current supply fails.
You. The first planetary gear stage is switched to idle
The internal friction of the transmission is high and the brake lining remains
Will come in contact with the brake drum.
EP 0 246 770 discloses a railway brake actuating device.
You. This device drives the first transmission motor to drive the first spindle transmission.
And the spindle serves to operate the brake. First electric motor
The air gap of the brake is overcome by the motor and the first spindle transmission.
You. In order to apply a large braking force, a second electric motor is used.
An electric motor is connected to the first spindle transmission via the second spindle transmission and the one-armed lever.
Acts on handlebar transmissions. In this case, one end of the lever is
It is attached to the fixed position so as to be able to turn. The lever arm with the short lever is
Engaging with the spindle nut of the handlebar transmission, and the other end, that is, the long
A bar arm is pivotally connected to a spindle nut of the second spindle transmission.
It is. The lever is turned by the sliding of the spindle nut of the second spindle transmission.
Turning, so that the entire first spindle transmission together with the first electric motor
It is slid. In this case, the leverage ratio determines the strength of the force. The second electric motor is
That is, a braking force is applied via the second spindle transmission and the lever.
This railway brake operating device is extremely laborious in its configuration.
This has the disadvantage of requiring a large amount of configuration space. So this device
Are not suitable for mounting on car wheels. Especially for car rims
It is impossible. In addition, this device has a heavy weight that makes it possible
Increase the unreached mass to some extent. This reveals the driving characteristics of cars
make worse.
Advantages of the invention
The brake device according to the present invention having the features of claim 1 includes a differential drive device.
And the differential drive controls the drive motion of the two electric motors for brake operation.
Overlap each other. The operation speed is variable by the superposition of the driving motion. That is
The drive speeds of both electric motors are added or subtracted according to the rotation direction.
The advantage of this braking device is that it is compact and simple to construct,
Assembled to the wheels of the vehicle completely or at least partially inside the rim of the vehicle
It is suitable for. A further advantage is that a reduction in weight is obtained.
In addition, this device reduces the supply of current (reduction of the on-board power supply load). Both modes
Drive quickly overcomes the brake air gap,
Again, it is quickly released again (dynamic benefits).
One electric motor, that is, the one that has a large deceleration due to the brake operation
Only run by electric motor
By driving the differential drive device, a large braking force can be obtained. Further benefits
This is especially true if both electric motors are connected to independent feeds.
The redundancy of the braking device according to Ming. That is, one electric motor or its
If the power supply unit fails or one of the electric motors is mechanically locked
Even if the brake device according to the invention is completely disengaged and
Is obtained.
Furthermore, when one electric motor fails, the braking force is also reduced by the other electric motor.
It is formed. This braking force depends on the design of the brake device and
Depending on whether the motor has failed, in some situations only part of the maximum braking force is reached
No.
Claims 2 and 3 describe advantageous and alternative features of claim 1 of the present invention.
I have.
Drawing
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first configuration of the present invention,
FIG. 2 shows a second configuration of the present invention,
FIG. 3 is a diagram schematically showing a differential drive device having the configuration shown in FIG. 2 of the present invention.
is there.
Description of the embodiment
The electromechanical brake device according to the present invention, generally designated by the numeral 10 in FIG.
It has a disc brake 12, and this disc brake 12
It has a disc 14 and two brake linings 16. This brake disc
In FIG. 14, only one fragment of the outer circumference is shown. The brake lining 16 is a known
In the floating caliper 18 as described above. This floating caliper 18 is
Only one section is shown.
According to the present invention, the brake lining 16 is pressed against the brake disc 14.
Has a spindle transmission 20. This spind
The threaded nut 22 of the transmission 20 cannot rotate relative to both brake lines.
In contact with one side of the plug 16. The spindle 24 of the spindle transmission 20 is a planet
It can be driven to rotate by a gear transmission 26. Spindle transmission
Reference numeral 20 designates the brake lining 16 shown on the left side in FIG.
The rotary drive motion is converted to a linear motion in order to press against the clock 14. Right side in Fig. 1
The brake lining 16 shown in FIG.
Therefore, it is pressed against the surface on the opposite side of the brake disk 14. Spindle 24
, The disc brake 12 is released again.
The planetary gearing 26 for driving the spindle 24 forms a differential drive.
Has formed. That is, the sun gear 28 of the planetary gear transmission 26 cannot rotate relatively.
Attached to the shaft 30 of the first electric motor 32
I have. The ring gear 34 of the planetary gear transmission 26 has external teeth in addition to the normal internal teeth 36.
It has a column 38. The external tooth row 38 meshes with a gear 40, and the gear 4
Numeral 0 is attached to the shaft 42 of the second electric motor 44 so as not to rotate relatively. Public knowledge
And three or more planetary gears 46 as shown in FIG.
6 and the sun gear 28 (in FIG. 1, two planetary gears 46
It is shown rotating in the plane of the drawing). These planetary gears 46 rotate
It is supported on a planetary carrier 48 if possible. This planetary carrier 48
Is coupled to the spindle 24 of the spindle transmission 20 in a manner that prevents relative rotation.
.
The planetary gear transmission 26 forming the differential drive includes electric motors 32,44.
Both rotational drive motions are superimposed on each other, and these rotational drive
It is transmitted to the rear 48. The quick tightening of the disc brake 12 is advantageous first
Are coupled together by the two electric motors 32, 44 or to the planetary carrier 48.
To the smaller one, that is, the spindle 24 of the spindle transmission 20.
This is performed by the electric motor 32 or 44 which is driven earlier. Quick tightening
In order to overcome the air gap, both brake linings 16
The process is performed until the contact is made. Next, the disc brake 12 is tightened with the braking force.
In order to form a gear, the one having a large reduction ratio with respect to the planetary carrier 48
By the electric motor 32 or 44, ie the spindle of the spindle transmission 20
24 with a relatively large torque, and thus with a relatively large braking force
This is performed by the electric motors 32 and 44. The other electric motors 44 and 32 are shut off.
The gear 40 or the sun gear 28 is kept unrotatable. Which electric motor
Motors 32 and 44 have a greater reduction ratio with respect to planetary carrier 48.
This depends on the design of the planetary gear transmission 26 and the teeth of the second electric motor 44.
It is related to the car 40.
That is, according to the brake device of the present invention shown in FIG.
Is quickly overcome and then a high braking force is applied. Disc brake 12
, One or both of the electric motors 32, 4 can be selectively driven by the reverse of the tightening operation.
Released by 4.
By using two electric motors 32, 44, the disc brake 12
Means that both electric motors 32 and 44 are connected to independent current supply units.
In particular, even when a failure occurs, that is, when one of the electric motors 32 and 44 fails.
The brake lining 16 and the brake disc can be completely released.
An air gap is formed between the brake disc 14 and the
Can be. The tightening of the disc brake 12 is also performed by one electric motor 32,44.
Therefore, depending on the case, it is possible that the braking force is not the maximum,
Action is obtained.
Both electric motors 32 and 44 are motors that are electrically commutated, and
The rotation angle can be detected. Discs at specified rotation speeds of shafts 30 and 42
By releasing the brake 12, the brake lining 16 and the brake disk
The predetermined air gap between the brake lining 16 and the brake
Adjusted by the staff.
Further, the brake device according to the present invention shown in FIG. 1 has a function of a parking brake.
are doing. That is, the spindle transmission 20 and the planetary gear transmission 26 are so-called
Form a ratchet wheel device. This means that the disc brake 12 is tightened and released.
The linear sliding of the spindle nut 22 to release the second electric motor 44
By rotating the ring gear 34 or the sun gear 28 through the gear 40,
Means that it is possible. On the other hand, the spindle nut 22
For example, a disc brake by the brake lining 16 shown on the left side of FIG.
It is not slid by the tension of 12. The brake device 10 is tightened,
Even if the dynamic motors 32 and 44 are shut off, the braking force of the disc brake 12 is still formed.
Remains intact.
FIG. 2 shows a second embodiment of the electromechanical brake device according to the present invention.
I have. This is code 5
It is indicated by 0. FIG. 3 shows a differential driving device having a second configuration according to the present invention.
Schematically indicated by diameter and transmission ratio. This brake device 50 is shown in FIG.
As with the brake device 10 provided, a disc brake 52 is provided as a brake device.
The disc brake 52 has a brake disc 54 and a pair of brakes.
A cleaning 56 is provided. These brake linings 56 are shown in FIG.
In FIG. 3, the position is shown in contact with the brake disk 54. These brakes
The lining 56 is housed in a floating caliper 58 (only part of which is shown).
.
As a differential drive and a planetary gear drive, the brake device 50 is a roller.
And the transmission 60. The spindle 62 of the roller screw transmission 60 is
In order to operate the disc brake 52, one of the two brake linings 56
It can be pressed. The roller screw transmission 60 is the same as the spindle 62.
Has a central spindle nut 66 which is, for example,
It has 4, 5, or 6 threads. This spindle nut 66 is rotatable
Supported on a floating caliper 58 and screwed into this spindle nut 66
An axial floating key via a threaded ring 68 and a second thrust ball bearing 70
It is supported on the caliper 58.
Circle between spindle 62 and spindle nut 66
In this embodiment, eight plugs each having one thread are provided in the cylindrical space chamber.
A spoiler roller 72 is provided. The thread 7 of these planetary rollers 72
4 is a thread 76 of the spindle 62 and a female thread 78 of the spindle nut 66
Is engaged. The thread lead angle of the planetary roller 72 is the spindle nut 6
6, so that these planetary rollers 72 are spinned.
It does not slide in the axial direction when rolling within the lun 66. In the spindle nut 66
In order to guarantee the accurate rolling of the planetary roller 72 in
2 is provided with a tooth row 73 at the end thereof.
Meshes with an inner toothed ring 82 mounted in the lun 66
.
The planetary roller 72 has an integral bearing journal 80. This bearing
The journal 80 projects axially from the end face of the planetary roller 72. this
Due to the bearing journal 80, the planetary roller 72 separates two ring-shaped
The rotatable carriers 87 and 88 are rotatable around their own axes.
It is supported. Planetary carriers 87 and 88 are rotatable with spindle nuts
66 is supported. Spindle nut 66 or their planetary carrier
By rotating one of the gears 88, the planetary roller 72 is driven by the planetary gear transmission.
Like planetary gear,
Drivable for rotational movement about a spindle 62. While at the same time
, The planetary roller 72 rotates about its own axis and
Rolls in the spindle nut 66. However, no axial movement is performed. Spind
Screw which engages the nut 66, the planetary roller 72 and the spindle 62.
Based on the peaks 74, 76, 78, the spindle nut 66 or the planetary carrier 8
8 is driven by a spindle to tighten and release the disc brake 52.
62.
For rotary drive, the spindle nut 66 has an annular tooth row 83,
The gear 84 of the first electric motor 86 meshes with the annular tooth row 83.
This drive is used to rotate the planetary carrier 88 shown on the left side of FIG.
The planetary carrier 88 is formed as a gear 88 to which a second gear is attached.
The drive screw 90 of the dynamic motor 92 is engaged.
Planetary roller 72 rolls on spindle 62 and in spindle nut 66
Due to the movement, the roller screw transmission 60 has extremely low friction and high efficiency
have. Planetary roller 72, spindle 62 and spindle nut 66
Of the threads 74, 76, 78 of the spindle nut 66
Alternatively, the small torque in the planetary carrier 88 causes the planetary roller 72 to rotate.
To the spindle 62
Is converted into a large sliding force. This sliding force is simultaneously applied to the disc brake 52.
It is a tightening force.
The roller screw transmission 60 forms a differential drive in the form of a planetary gear transmission.
I have. This differential drive device superimposes the rotational drive motions of the electric motors 86 and 92 on each other.
are doing. At the same time, the roller screw transmission 60
52 is converted into a linear motion for tightening and releasing. Roller screw transmission 60
The spindle transmission 20 of the first configuration shown in FIG.
It is a combination of the moving device 26. Differential drive and rotary drive straight line
By integrating the conversion to motion with the roller screw transmission 60,
A compact and lightweight brake device 50 having high efficiency is obtained.
Overcoming the air gap when the disc brake 52 is tightened is advantageously quick
The operation is performed by both electric motors 86 and 92. Braking force after overcoming air gap
In order to provide the electric motor, the electric motor having the larger reduction ratio with respect to the spindle 62 is used.
The motors 86 and 92 are driven, and the other electric motors 92 and 86 are stopped. The reduction ratio is
It depends on the design of the roller screw transmission 60. That is, the spindle 62 and the
The diameter of the planetary roller 72, the internal thread diameter of the spindle nut 66, and the thread
And the diameter of the annular tooth row 83 of the spindle nut 66 and the first electric motor.
The diameter of the gear 84 of the
Of the first electric motor 86 with respect to the spindle nut 66 defined by
Speed ratio or the lead of the screw 90 and planetary gear formed as a gear
Planetary cylinder of the second electric motor 92 defined by the diameter of the carrier 88
This depends on the reduction ratio with respect to the carrier 88. In this embodiment, the second electric motor
Tab 92 is used to apply a braking force. The release of the disc brake 52
This can be done by the two electric motors 86, 92, and
Release is fully guaranteed if one of 6,92 fails. further
And the brake device 50, like the brake device 10 shown in FIG.
Can be used as a rake. This is because the roller screw transmission 60
Therefore, the applied braking force is applied to the electric motors 86 and 92.
This is because it still occurs at the time of suspension.
Both electric motors 86 and 92 are similar to the first structure shown in FIG.
When the disc brake 52 is released, the brake lining 56 and the brake disc 5
4 is determined independently of the wear of the brake lining 56
It is electrically commutated so that it can be adjusted.
In the first configuration of the present invention shown in FIG.
Roller screw transmissions such as the second configuration of the present invention shown in FIG.
Known transmissions that convert rotational movement into linear movement can also be used. Spindle nut
In FIG. 1, the spindle 24 is connected to the brake lining 16 in place of the
The spindle nut 22 may be pressed by the planetary gear transmission 26.
It can also be driven to rotate. Similarly, in FIG.
6 may be pressed against the brake lining 56 or the spindle 6
2 may be formed to be driven to rotate.
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項
【提出日】１９９８年２月１３日（１９９８．２．１３）
【補正内容】
明細書
電気機械式のブレーキ操作装置
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念の特徴を有した、特に、有利にはディスクブレ
ーキ又はドラムブレーキを備えた自動車のための電気機械式のブレーキ操作装置
に関する。
欧州特許第０３７２２１９号明細書により、１つの電動モータを備えたブレー
キ操作装置が公知である。この電動モータは、３段の遊星歯車伝動装置と、この
遊星歯車伝動装置の被駆動軸に相対回動不能に取り付けられた二重カムによって
ドラムブレーキを操作する。遊星歯車伝動装置の第１の伝動段は、小さな減速か
ら大きな減速に切り換え可能である。小さな減速によりドラムブレーキのエアギ
ャップ、即ちブレーキライニングとブレーキドラムとの間の隙間が迅速に克服さ
れ得る。高いブレーキ力のためには、ブレーキライニングがブレーキドラムに当
接した後で、第１の伝動段が大きな減速に切り換えられる。この公知のブレーキ
操作装置は、構成に手間がかかるということの他に、エラー発生時、即ち、電動
モータ又は電流供給部が故障した場合に、もはや解除できなくなるという欠点を
有している。第１の遊星歯車伝動装置段が空転に切り
換えられている場合でさえ、伝動装置の内側の摩擦は大きく、ブレーキライニン
グは残りの力でブレーキドラムに当接してしまう。
欧州特許第０２４６７７０号明細書からは鉄道のブレーキ操作装置が公知であ
る。この装置は、第１の伝動モータを第１のスピンドル伝動装置を駆動するため
に有していて、そのスピンドルがブレーキを操作するために働く。第１の電動モ
ータ及び第１のスピンドル伝動装置によってブレーキのエアギャップが克服され
る。大きな制動力を付与するためには第２の電動モータが使用され、この第２の
電動モータが、第２のスピンドル伝動装置と一腕式のレバーを介して第１のスピ
ンドル伝動装置に作用する。この場合、レバーの一方の端部がブレーキ操作装置
に定置に旋回可能に取り付けられる。レバーの短いレバーアームが、第１のスピ
ンドル伝動装置のスピンドルナットに係合し、他方の端部、即ちレバーの長いレ
バーアームが第２のスピンドル伝動装置のスピンドルナットに旋回可能に枢着さ
れる。第２のスピンドル伝動装置のスピンドルナットの摺動により、レバーは旋
回し、これにより、第１のスピンドル伝動装置全体が第１の電動モータとともに
摺動される。この場合、てこ腕比が力の強さを決定する。第２の電動モータは、
即ち、第２のスピンドル伝動装置とレバーとを介して制動力を付与する。
この鉄道ブレーキ操作装置は、構成に極めて手間が
かかり、多くの構成スペースを要するという欠点を有している。従ってこの装置
は、自動車の車輪に組み付けるには適していない。特に自動車のリムには取り付
け不可能である。さらに、この装置はその重い重量により、自動車のばね支承さ
れていない質量をある程度大きくする。このことは自動車の走行特性を明らかに
悪化させる。
米国特許第４５９６３１６号明細書からは、請求項１の上位概念の形式の電気
機械式のブレーキ操作操作装置が公知である。この公知のブレーキ操作装置では
、少なくとも２つの電動モータが一緒にかつ同じ作用で、プラネタリギアを内包
するリングギアに作用することにより１つの遊星歯車駆動装置を駆動する。これ
らの電動モータは、そのサイズが小さいことにより構造的に有利に配置される。
即ち、これらの電動モータは、大きな構成スペースを要する１つのモータに置き
換えられる。
発明の利点
請求項１の特徴を備えた本発明によるブレーキ操作装置は、差動駆動装置を有
していて、該差動駆動装置が、ブレーキ操作のための２つの電動モータの駆動運
動を互いに重畳させる。この駆動運動の重畳によって、操作速度は可変となる。
即ち、回転方向に応じて、両電動モータの駆動速度が加算される又は減じられる
。
このブレーキ操作装置の有する利点は、コンパクトで簡単に構成でき、従って
、自動車のリムの完全に又は少なくとも部分的に内側で自動車の車輪に組み付け
るのに適していることである。さらなる利点は、重量の低減が得られることであ
る。付加的に、この装置は電流の供給を削減させる（搭載電源負荷の低減）。両
モータによる駆動によって、ブレーキのエアギャップが迅速に克服され、ブレー
キがやはり迅速に再び解除される（力学的な利益）。
一方の電動モータ、即ち、ブレーキ操作のために大きな減速を有している方の
電動モータによってのみ行われる差動駆動装置の駆動によって、大きな制動力が
得られる。さらなる利点は、特に、両電動モータが互いに独立した給電部に接続
されている場合には、本発明によるブレーキ操作装置の冗長性が挙げられる。即
ち、一方の電動モータ又はその給電部が故障した場合、及び、一方の電動モータ
が機械的にロックされてしまった場合にさえ、本発明によるブレーキ操作装置は
完全に解方され、所定のエアギャップが得られる。
さらに、一方の電動モータの故障時には、他方の電動モータによって制動力も
形成される。この制動力は、ブレーキ操作装置の設計に応じて、かつ、どちらの
電動モータが故障したかに応じて、状況によっては最大の制動力の一部にしか達
さない。
請求の範囲
1. 車両のブレーキ（１２，５２）のための電気機械式のブレーキ操作装置であ
って、１つの遊星歯車駆動装置（２６，６０）を駆動する２つの電動モータ（３
２，４４；８６，９２）を有している形式のものにおいて、
前記遊星歯車駆動装置（２６，６０）が差動駆動装置であって、ブレーキ操作
のための駆動運動を互いに重畳させる２つの電動モータ（３２，４４；８６，９
２）が選択的にそれぞれ個々に、又は一緒に前記差動駆動装置を駆動することを
特徴とする、電気機械式のブレーキ操作装置。
2. 差動駆動装置が遊星歯車伝動装置（２６）である、請求項１記載のブレーキ
操作装置。
3. ブレーキ操作装置（１０）がスピンドル伝動装置（２０）を、特にローラね
じ伝動装置を有していて、該伝動装置が、遊星歯車伝動装置（２６）の回転駆動
運動を、ブレーキ（１２）の操作のために直線運動に変換する、請求項２記載の
ブレーキ操作装置。
4. 差動駆動装置がローラねじ伝動装置（６０）であって、該ローラねじ伝動装
置（６０）のスピンドルナット（６６）又はプラネタリキャリア（８８）又はス
ピンドル（６２）が、両電動モータ（８６，９
２）のうち一方の電動モータによって駆動可能であって、ローラねじ伝動装置（
６０）の前記の別の構成部材（６６，８８，６２）のうちの１つが他方の電動モ
ータ（９２，８６）によって駆動可能である、請求項１記載のブレーキ操作装置
。
5. 一方若しくは両方の電動モータ（３２，４４；８６，９２）が電気的に整流
されるモータである、請求項１載のブレーキ操作装置。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act
[Submission Date] February 13, 1998 (Feb. 13, 1998)
[Correction contents]
Specification
Electromechanical brake operating device
Background art
The invention has the features of the preamble of claim 1, in particular advantageously disc brakes
Electromechanical brake actuation device for motor vehicles equipped with brakes or drum brakes
About.
EP 0 372 219 describes a brake with one electric motor
Key operating devices are known. This electric motor has a three-stage planetary gear transmission and this
By a double cam mounted non-rotatably on the driven shaft of the planetary gear transmission
Operate the drum brake. The first transmission stage of the planetary gear transmission is
Can be switched to a larger deceleration. Small deceleration for drum brake air
The gap between the brake lining and the brake drum is quickly overcome.
Can be For high braking forces, the brake lining must hit the brake drum.
After contact, the first transmission stage is switched to a large deceleration. This known brake
In addition to the fact that the configuration of the operating device is troublesome, when an error occurs,
If the motor or the current supply fails, it can no longer be released.
Have. The first planetary gear stage is idled
Even when replaced, the friction inside the transmission is high and the brake lining
The abutment will strike the brake drum with the remaining force.
EP 0 246 770 discloses a railway brake actuating device.
You. This device drives the first transmission motor to drive the first spindle transmission.
And the spindle serves to operate the brake. First electric motor
The air gap of the brake is overcome by the motor and the first spindle transmission.
You. In order to apply a large braking force, a second electric motor is used.
An electric motor is connected to the first spindle transmission via the second spindle transmission and the one-armed lever.
Acts on handlebar transmissions. In this case, one end of the lever is
It is attached to the fixed position so as to be able to turn. The lever arm with the short lever is
Engaging with the spindle nut of the handlebar transmission, and the other end, that is, the long
A bar arm is pivotally connected to a spindle nut of the second spindle transmission.
It is. The lever is turned by the sliding of the spindle nut of the second spindle transmission.
Turning, so that the entire first spindle transmission together with the first electric motor
It is slid. In this case, the leverage ratio determines the strength of the force. The second electric motor is
That is, a braking force is applied via the second spindle transmission and the lever.
This railway brake operating device is extremely laborious in its configuration.
This has the disadvantage of requiring a large amount of configuration space. So this device
Are not suitable for mounting on car wheels. Especially for car rims
It is impossible. In addition, this device has a heavy weight that makes it possible
Increase the unreached mass to some extent. This reveals the driving characteristics of cars
make worse.
From U.S. Pat. No. 4,596,316, an electrical system in the form of the generic term of claim 1 is disclosed.
A mechanical brake operation device is known. In this known brake operating device,
, At least two electric motors together and in the same operation, including a planetary gear
One planetary gear drive is actuated by acting on the ring gear. this
These electric motors are structurally advantageous due to their small size.
That is, these electric motors are placed in one motor that requires a large construction space.
Can be replaced.
Advantages of the invention
The brake operating device according to the present invention having the features of claim 1 includes a differential drive device.
Driving the two electric motors for the brake operation.
The movements overlap each other. The operation speed is variable by the superposition of the driving motion.
That is, the drive speeds of both electric motors are added or subtracted depending on the rotation direction.
.
The advantage of this brake actuating device is that it is compact and simple to construct,
Assembled to the wheel of the car, completely or at least partially inside the rim of the car
It is suitable for A further advantage is that a weight reduction is obtained.
You. In addition, this device reduces the supply of current (reduction of the on-board power supply load). Both
The motor drive quickly overcomes the brake air gap,
The key is again quickly released again (dynamic benefits).
One electric motor, that is, the one that has a large deceleration due to the brake operation
The driving of the differential drive, performed only by the electric motor, produces a large braking force.
can get. A further advantage is, in particular, that both electric motors are connected to independent power feeds
If so, the redundancy of the brake operating device according to the invention is mentioned. Immediately
That is, when one of the electric motors or its power supply unit breaks down, and
Even if is mechanically locked, the brake operating device according to the present invention
It is completely disassembled and a predetermined air gap is obtained.
Furthermore, when one electric motor fails, the braking force is also reduced by the other electric motor.
It is formed. This braking force depends on the design of the brake operating device and
Depending on whether the electric motor has failed, in some situations only part of the maximum braking force is reached
Not.
The scope of the claims
1. An electromechanical brake operating device for a vehicle brake (12, 52)
Thus, two electric motors (3) driving one planetary gear drive (26, 60)
2,44; 86,92),
The planetary gear drive (26, 60) is a differential drive, and
Electric motors (32, 44; 86, 9) which superimpose the driving motion for
2) selectively driving each of said differential drivers individually or together.
Characterized by an electromechanical brake operating device.
2. The brake according to claim 1, wherein the differential drive is a planetary gear transmission (26).
Operating device.
3. The brake operating device (10) replaces the spindle transmission (20),
A transmission for driving the planetary gear transmission (26).
3. The movement according to claim 2, wherein the movement is converted into a linear movement for actuation of the brake.
Brake operating device.
4. The differential drive device is a roller screw transmission (60), wherein the roller screw transmission
Spindle nut (66) or planetary carrier (88)
The pindle (62) is connected to both electric motors (86, 9).
2) can be driven by one of the electric motors and has a roller screw transmission (
One of the other components (66, 88, 62) of (60) is the other electric motor.
The brake operating device according to claim 1, which is drivable by a motor (92, 86).
.
5. One or both electric motors (32, 44; 86, 92) are electrically commutated
The brake operating device according to claim 1, wherein the brake operating device is a driven motor.